DE102010055026A1

DE102010055026A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102010055026A1
Application number: DE102010055026A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Schnelker; Werner Buse; Chistopf Sadowski; Rolf Lappan; Rolf Dohrmann; Lukas Romano
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-06-21
Also published as: EP2652373A1; ES2574911T3; US20130264507A1; WO2012079888A1; EP2652373B1

Abstract

Elektromagnetventil mit einem Gehäuse, in dem eine auf einen Spulenträger gewickelte Spule, eine Anker-Stößel-Anordnung, ein Kern und eine mehrteilige Rückschlussanordnung angeordnet sind, die einen elektromagnetischen Kreis bilden, wobei die Anker-Stößel-Anordnung mindestens ein Ankerteil und ein Stößelteil aufweist und die bewegliche Anker-Stößel-Anordnungüber Lagermittel in dem Spulenträger gelagert ist und auf mindestens ein Ventilverschlussglied direkt oder indirekt einwirkt, wobei das Ventilverschlussglied auf mindestens einen, in einer Ventilhülse angeordneten Ventilsitz angreift, wobei das Ankerteilüber Lagermittel im Spulenträger gelagert ist und das Stößelteil in der Ventilhülse beweglich angeordnet ist, wobei das Ankerteil und das Stößelteilüber eine Steckverbindung miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil mit einem Gehäuse, in dem eine auf einen Spulenträger gewickelte Spule, eine Anker-Stößel-Anordnung, ein Kern und eine mehrteilige Rückschlussanordnung angeordnet sind, die einen elektromagnetischen Kreis bilden, wobei die Anker-Stößel-Anordnung mindestens ein Ankerteil und ein Stößelteil aufweist und die bewegliche Anker-Stößel-Anordnung über Lagermittel in dem Spulenträger gelagert ist und auf mindestens ein Ventilverschlussglied direkt oder indirekt einwirkt, wobei das Ventilverschlussglied auf mindestens einen, in einer Ventilhülse angeordneten Ventilsitz angreift.
Für Elektromagnetventile sind viele unterschiedliche Anwendungsbereiche in Verbrennungskraftmaschinen bekannt. So werden Elektromagnetventile sowohl in pneumatischen als auch in hydraulischen Kreisen in Fahrzeugen eingesetzt, wie zum Beispiel in Bremsanlagen, Bremssystemen oder auch Einspritzanlagen. Des Weiteren können sie zur Regelung des Druckes bei pneumatischen Stellern verwendet werden oder beispielsweise als Schubumluftventile bei Turboladern. Je nach Einsatzbereich sind diese Elektromagnetventile entweder als Auf-/Zu-Ventile oder aber als Proportionalregelventile ausgeführt.
Ein derartiges, als Druckbegrenzungsventil ausgeführtes Elektromagnetventil ist beispielsweise aus der DE 10 2007 002 465 A1 bekannt. Dieses Druckbegrenzungsventil wird in einer hydraulischen Anlage, insbesondere in einem Hochdruck-Kraftstoffsystem eingesetzt. Das Stößelteil mit dem Ventilverschlussglied ist hierbei auf nicht näher beschriebene Weise mit dem Ankerteil des Elektromagnetventils verbunden.
Insbesondere vor dem Hintergrund einer automatisierten Fertigung von Elektromagnetventilen für verschiedene Anwendungen mit verschiedenen Ventilhülsen und verschiedenen Ventilverschlussgliedern ist ein modulartiger Aufbau des Elektromagnetventils gewünscht, bei dem auf einfache Art und Weise verschiedenartige Stößelteile zum Einsatz gelangen können. Dies ist bei dem Elektromagnetventil gemäß dem Stand der Technik nicht möglich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Elektromagnetventil bereitzustellen, das den oben aufgezeigten Nachteil vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch ein Elektromagnetventil gelöst, bei dem das Ankerteil über Lagermittel im Spulenträger gelagert ist und das Stößelteil in der Ventilhülse beweglich angeordnet ist, wobei das Ankerteil und das Stößelteil über eine Steckverbindung miteinander verbunden sind. Durch eine derartige Anordnung ist es auf besonders einfache und damit kostengünstige Weise möglich, ein Elektromagnetventil, das in Modulweise aufgebaut ist, und somit geeignet ist, einen elektromagnetischen Kreis für verschiedene Ventilbauformen vorzusehen, in der Endmontage fertig zu stellen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Ankerteil einen Zapfen und das Stößelteil eine mit dem Zapfen korrespondierende Aussparung auf, der Art, dass eine kraft- oder formschlüssige Verbindung herstellbar ist. Hierdurch ist es möglich, bei der Endmontage durch einen einfachen Aufsteckvorgang das Elektromagnetventil mit seiner spezifischen Ausführungsform fertig zu stellen. Hierbei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Steckverbindung in Axialrichtung einstellbar ist. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass der Zapfen eine Rändelung aufweist.
Hierdurch kann dann nach Endmontage noch eine Feinjustage vorgenommen werden. In Bezug auf eine besonders einfach und damit kostengünstig durchgeführte Vormontage ist es vorteilhaft, wenn zumindest Teile der Rückschlussanordnung im Spulenträger angeordnet sind. Dadurch, dass ein vom Ankerteil entgegengesetzter Bereich des Kernes einen größeren Durchmesser aufweist als ein dem Ventilverschlussglied entgegengesetzter Bereich des Spulenträgers, ist es möglich, die den elektromagnetischen Kreis bildenden Bauteile des Elektromagnetventils auf besonders einfache Art und Weise vorzumontieren.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist ein Teilbereich des Spulenträgers eine Lagerbuchse für das Ankerteil auf. Auch ist es möglich, dass der Teilbereich des Spulenträgers als Lagerbereich für das Ankerteil ausgebildet ist.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Spulenträger im Spritzgussverfahren hergestellt ist, wobei der Spulenträger aus einem form- und temperaturstabilen Werkstoff, beispielsweise Grivory HT2V 3HLV oder Grivory XE3881 hergestellt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Hierbei zeigt:
1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Elektromagnetventils, und
2 eine Baugruppenzeichnung für unterschiedlich herzustellende Ausführungen von Elektromagnetventilen.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Elektromagnetventil 1 in einer Schnittansicht, das als Öldruckbegrenzungsventil eingesetzt wird. Dieses Elektromagnetventil 1 besteht aus einem Gehäuse 2, in dem ein Kern 3, ein Ankerteil 4, ein Spulenträger 5, auf den eine Spule 6 gewickelt ist, und eine Rückschlussanordnung 7 angeordnet sind. Das Ankerteil 4 ist im vorliegenden Fall über eine Steckverbindung 24 mit einem Stößelteil 10 verbunden, der auf bekannte Weise auf ein Ventilverschlussglied 16 einwirkt. Dabei läuft das Stößelteil 10 in einer Ventilhülse 22, die in einer an dem Kern 3 entgegengesetzten Seite des Spulenträgers 5 ausgebildeten Aufnahmebuchse 23 eingesetzt ist, wobei die Aufnahmebuchse 23 einstückig mit dem Spulenträger 5 verbunden ist.
Ein derartiges, von der Funktionsweise her bekanntes Elektromagnetventil funktioniert wie folgt: Im nicht bestromten Zustand steht zwischen dem Ankerteil 4 und dem Kern 3 ein Spalt 8, in den bei Bestromen der Spule 6 ein magnetisches Feld erzeugt wird, welches eine Axialbewegung des Ankerteils 4 zur Folge hat. Entsprechend wird auch das mit dem Ankerteil 4 verbundene Stößelteil 10 bewegt und das Ventilverschlussglied 16 frei gegeben.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Rückschlussinnenabschnitt 9, einteilig mit dem vom Kern 3 abgewandten Rückschlussdeckelabschnitt 12 ausgeführt und im Spulengehäuse 5 integriert angeordnet. Dabei wurden die Rückschlussinnen- und -deckelabschnitte 9, 12 bei der Herstellung des Spulenträgers 5 im Spritzgussverfahren mit eingegossen. Des Weiteren wurde bereits ein Endstörwiderstand 13 im Spulenträger 5 integriert vorgesehen. Auf diese Weise können wesentliche Bauteile während der Vormontage im Spulenträger 5 vorgesehen werden. Bei der Herstellung eines Standardspulenbauteiles muss dann lediglich die für die Ventilfunktion ausgewählte Wicklung 6 ausgewählt werden und auf den Spulenträger 5 aufgebracht werden. Nachdem der zweite Rückschlussdeckelabschnitt 11 angeordnet und der Rückschlussseitenabschnitt 17 derart in eine Pressverbindung mit den Rückschlussdeckelabschnitten 11, 12, gebracht, dass ein elektromagnetischer Kreis herstellbar ist und die Kontaktierung mit einem Elektrostecker 19 vorgenommen wurde, wird das Elektromagnetventil 1 durch Umspritzung mit dem Außengehäuse 2 fertig gestellt. Hierbei wird zwischen dem Außengehäuse 2 und dem Spulenträger 5 eine Kontur vorgesehen, die eine Art labyrinthförmige Abdichtung 27 schafft, um die Dichtwirkung gegenüber der Atmosphäre zu erhöhen.
Im vorliegenden Fall wird das Elektromagnetventil dann durch das Anordnen von Kern 3, Ankerteil 4 und den zugehörigen Bauteilen wie einer Feder 14, die im vorliegenden Fall das Ankerteil 4 unter Vorspannung hält, sowie einem Anschlagstift 15, der einstellbar im Kern 3 angeordnet ist, fertiggestellt. Hierbei ist es für die Positionierung hilfreich, wenn sowohl ein vom Ankerteil 4 entgegengesetzter Bereich des Kernes 3 einen größeren Durchmesser aufweist als ein dem Ventilverschlussglied 16 entgegengesetzter Bereich des Spulenträgers 5.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Lagermittel 20 für das Ankerteil 4 durch den Spulenträger 5 gebildet, wobei der Lagerbereich 21 im Wesentlichen mit dem Bereich übereinstimmt, in dem der Rückschlussinnenabschnitt 9 vorgesehen sind. Diese Ausführungsform wir dadurch ermöglicht, dass ein erstes, zum Kern gerichtetes Teilstück 4a des Ankerteils 4 einen größeren Durchmesser aufweist, als der Innendurchmesser eines Teilbereiches 21 des Spulenträgers 5. Neben des großen Montagevorteils ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass der Lagerbereich 21 des Spulenträgers 5 durch das Einbringen des Rückschlussinnenabschnittes 9 zwangsläufig verstärkt ist. Durch das Aufbringen einer Gleitschicht im Lagerbereich 21 ist ein möglichst widerstandsfreies Gleiten des Ankerteils 4 im Spulenträger gewährleistet. Die koaxiale Führung des Ankerteils 4 im Elektromagnetventil ist durch die Doppelfunktion des Spulenkörpers 5, der einerseits den Kern 3 aufnimmt und andererseits als Lagermittel für das Ankerteil 6 fungiert, gewährleistet. Es ist natürlich auch möglich eine nicht weiter dargestellte Lagerbuchse im Bereich 21 vor zu sehen.
Zur Endmontage muss dann lediglich das für die Ventilfunktion ausgewählte Stößelteil 10 auf das Ankerteil 4 aufgesteckt werden, so dass eine Steckverbindung 24 hergestellt ist. Hierzu weist das Ankerteil 4 einen Zapfen 25 auf der in eine Aussparung 26 des Ventilstössels 10 einsteckbar ist und damit kraft- oder formschlüssig mit diesem verbunden ist. Dabei kann der Zapfen 25 noch eine nicht weiter dargestellte Rändelung besitzen durch die die Hubhöhe einstellbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Stößelteil 10 zusammen mit der Ventilhülse 22 in der Endmontage montiert. Natürlich ist es aber auch denkbar, dass eine einstückig mit dem Spulenträger 5 verbundene Ventilhülse vorgesehen ist.
Dadurch, dass in diesem Fall ein Teil des Spulenträgers 5 als Aufnahmebuchse 23 für die Ventilhülse 22 ausgebildet ist, können Koaxialitätsfehler vermindert werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Spulenträger 5 aus einem form- und temperaturstabilen Werkstoff, beispielsweise Grivory HT2V 3HLV, Grivory XE388, PPA oder PA4.6, hergestellt ist.
2 zeigt nun schematisch eine Baugruppenzeichnung für verschiedene Elektromagnetventile, die durch einfaches Zusammenstecken und nachfolgendes Verbinden Aufnahmebuchse 23 und Ventilhülse 22, beispielsweise durch ein Schweißverfahren, herzustellen sind. So handelt es sich im linken unteren Teil der 2 in Kombination mit dem oberen Teil der 2 um das aus 1 bekannte Druckbegrenzungsventil 1. Der mittlere untere Teil der 2 in Kombination mit dem oberen Teil der 2 ergibt ein 3/2 Schieberventil 27 und rechte untere Teil der 2 in Kombination mit dem oberen Teil der 2 ergibt ein Sitzventil 28.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007002465 A1 [0003]

Claims

Elektromagnetventil mit einem Gehäuse (2), in dem eine auf einen Spulenträger (5) gewickelte Spule (6), eine Anker-Stößel-Anordnung, ein Kern (3) und eine mehrteilige Rückschlussanordnung (7) angeordnet sind, die einen elektromagnetischen Kreis bilden, wobei die Anker-Stößel-Anordnung (4, 10) mindestens ein Ankerteil (4) und ein Stößelteil (10) aufweist und die bewegliche Anker-Stößel-Anordnung (4, 10) über Lagermittel (20) in dem Spulenträger (5) gelagert ist und auf mindestens ein Ventilverschlussglied (16) direkt oder indirekt einwirkt, wobei das Ventilverschlussglied (16) auf mindestens einen, in einer Ventilhülse (22) angeordneten Ventilsitz (18) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerteil (4) über Lagermittel im Spulenträger (5) gelagert ist und das Stößelteil (10) in der Ventilhülse beweglich angeordnet ist, wobei das Ankerteil und das Stößelteil (10) über eine Steckverbindung (24) miteinander verbunden sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerteil (4) einen Zapfen (25) und das Stößelteil (10) eine mit dem Zapfen (25) korrespondierende Aussparung (26) aufweist, derart, dass eine kraft- oder formschlüssige Verbindung herstellbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung (24) in Axialrichtung einstellbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (25) eine Rändelung aufweist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile (9, 12) der Rückschlussanordnung (7) im Spulenträger angeordnet sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Ankerteil (4) entgegengesetzter Bereich des Kernes (3) einen größeren Durchmesser aufweist, als ein dem Ventilverschlussglied (16) entgegengesetzter Bereich des Spulenträgers (5).
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilbereich (21) des Spulenträgers (5) eine Lagerbuchse (20) für das Ankerteil (4) aufweist.
Elektromagnetventil nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (21) des Spulenträgers (5) als Lagerbereich (20) für das Ankerteil (4) ausgebildet ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (5) im Spritzgussverfahren hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (5) aus einem form- und temperaturstabilen Werkstoff, beispielsweise Grivory HT2V-3H LF oder Grivory XE3881, hergestellt ist.